Recent advances in high slope reinforcement in China: Case studies

This paper reviews a number of engineering technologies and workmanships for addressing the challenging issues concerning possible landslides in large-scale slope reinforcement projects in China.It includes:(1) the multi-point anchored piles with a depth of 64 m in the Jietai Temple rehabilitation project,(2) soil nailing strengthened by driven pipe grouting technique covering an area of530 m × 100 m(length × height) in the Xiluodu hydropower project,(3) the cantilever piles extending vertically from the slope toe to stabilize a 300 m high slope at the Xiaowan hydropower station,(4) a new and simple workmanship for building a pile with cross-sectional area of 20 m × 5 m in the Hongjiadu hydropower station,and(5) comprehensive reinforcement scheme proposed for excavation of a 530 m high slope in Jinping I hydropower station.These new technologies can provide valuable experiences for reinforcement of high slopes of similar projects in China and other regions and countries with similar geological conditions.

深基坑支护理念演进和设计方法改进剖析

基于我国30多年建设实践,分析现有深基坑支护临时性理念、与主体结构相结合理念实施的优点和不足,提出促进基坑支护工程高质量发展的永久化理念。结合济南某基坑工程,阐释三个理念的逐次提升和相应支护结构的计算内容,定义适应与主体结构相结合理念、永久化理念的结构岩土化、岩土结构化设计方法;重点分析土钉墙与抗浮锚杆相结合的复合土钉墙的设计,以及抗浮锚杆与外伸支撑、水平楼板永久支护结构中抗浮锚杆的力学性状与耐久性,分析了永久支护对于地下室外墙受力机制的影响,阐释深基坑支护理念演化方向和与之适应的设计改进内容。对于反思我国岩土与结构设计管理体制,促进基坑与基础设计理论和方法进步,推动“新发展理念”在基坑工程的实践具有导向价值。

桩承式加筋垫层路堤荷载分担改进计算模型

桩承式加筋垫层路堤中的关键荷载传递机制是多种现象的组合,包括路堤填土中的土拱效应、加筋垫层的张拉膜效应和地基土的支撑作用,然而,目前针对此方面的研究尚不完善。本文首先以考虑土体被动土压力发挥程度及桩间土应力非均匀分布改进的Hewlett土拱模型为改进载体;其次,假定加筋垫层为上、下部受均布荷载作用的简支梁,截面拉应力完全由加筋体承担,压应力完全由垫层材料承担,同时考虑地基土反力与梁最大挠度相关,引入地基反应系数,从而建立改进的桩承式加筋垫层路堤荷载分担计算模型;最后,通过工程实例与模型参数分析,验证本文计算模型的可靠性与准确性。研究结果表明:在路堤填筑过程中,土拱效应逐渐完全发挥,促进路堤荷载向桩体转移;随着地基土固结,桩体承担的路堤荷载也在逐渐增大;路堤填土高度、填土内摩擦角、桩间距对桩体荷载分担影响较大,加筋体抗拉模量对其影响较小。

降雨-蒸发循环作用下柔性支护处治膨胀土边坡的渗流及稳定性研究

为探究土工格栅柔性支护处治膨胀土边坡的机理,基于广西百色地区的气候数据资料,运用Plaxis有限元软件分析了实际大气降雨-蒸发循环作用下柔性支护处治膨胀土边坡的温度、渗流变化及边坡稳定性。结果表明:边坡土体温度变化随着深度的增加而减小,在浅层温度变化最显著,最后逐渐趋于平缓。温度场的影响范围远大于渗流场,温度的改变很难对碎石层后部土体造成影响,深部土体温度在降雨-蒸发循环下仍保持稳定,土体中基质吸力、边坡安全系数与天气条件之间变化规律一致。柔性支护结构的存在能有效阻挡雨水渗入膨胀土边坡,保持膨胀土边坡含水率的长期稳定,有效阻隔蒸发蒸腾作用对膨胀土边坡的影响,维持了膨胀土体较高的抗剪强度,起到防渗保湿效果。

高寒区上覆岩石层膨胀土失稳边坡治理方法研究

为深入研究高寒区上覆岩石层膨胀土条件下高速公路路堑边坡失稳的治理方法,依托张(北)—尚(义)高速公路失稳边坡工程,提出了不良地质下的边坡失稳综合治理方法,即通过刚性防护系统、排水系统、保温系统、柔性防护系统和隔水系统组成“五位一体”的边坡防护结构。其中,刚性防护系统为抗滑桩,在一级边坡1/3高度处设置,其参数基于失稳区域的岩石层削坡减载后剩余土体所需的抗滑力进行计算;排水系统由岩石层与膨胀土层的内置仰式排水管、失稳区域土体开挖后膨胀土层外设置的碎石排水层、碎石层内的排水横管、各个平台的排水沟、截水沟和边沟等结构组成;保温系统由碎石层外设置的回填土层和耕植黏土层组成;柔性防护系统为土工格栅加筋体,兼具保温作用;隔水系统由回填土层平台耕植黏土层下的两布一膜隔水层、碎石层和抗滑桩接触区域的两布一膜隔水层组成。现场治理结果表明:该方法能够有效防止边坡再次发生失稳破坏。

基坑边坡土钉墙支护效果研究

【目的】基坑边坡放坡开挖过程中易产生破坏,对基坑边坡进行支护以保证工程安全施工具有重要意义,因此有必要对土钉墙支护效果进行研究。【方法】以福州市某基坑工程为研究对象,构建该基坑边坡三维网格模型,采用有限差分法计算该边坡在未采用土钉墙支护和采用土钉墙支护两种情况下的稳定性系数和位移量。【结果】未采用土钉墙支护时,该边坡在天然工况和暴雨工况下的稳定性系数分别为0.85和0.73,边坡最大位移量分别为112.5 mm和125.8 mm;采用土钉墙支护后,稳定性系数分别为1.31和1.24,最大位移量分别为27.8 mm和28.0 mm。【结论】土钉墙支护显著减少了坡体位移量,提升了边坡的整体稳定性。

复杂环境条件下基坑支护方案优化研究

基坑支护方案的选择与地质条件、周边环境等因素密切相关。以福建龙岩某深基坑工程为例,该基坑原支护方案存在施工工艺复杂、成本高等问题。结合该基坑的周边环境、基坑深度、地质条件、原方案不足等,从方案整体、局部加强、排水系统、施工配合、基坑监测等方面提出优化策略,对原支护方案进行优化,以达到技术可行、经济合理的目的。实践结果表明:优化方案在既定工期内保质保量地完成了基坑施工,较原方案节约了80%的造价成本,效果显著,对类似工程基坑支护方案优化有一定借鉴作用。

土钉支挡结构在地铁基坑边坡稳定性分析中的应用

武汉地铁12号线某基坑采用放坡开挖施工方法,针对基坑开挖后边坡土体自稳能力降低、存在滑坡与垮塌风险的安全问题,依据力学平衡和数值模拟理论,采用平面滑动法和瑞典圆弧法,分别计算天然工况和土钉支挡工况下的边坡安全系数,以midas GTS NX数值模拟分析天然工况和土钉支挡工况下的边坡位移变化,并对杆体直径和喷射混凝土厚度等支护参数进行优化。结果表明:采用杆体直径为22 mm、坡面混凝土喷射厚度为150 mm的土钉支挡结构,边坡安全系数提高至1.39,大于天然工况下的0.495;边坡的竖向位移控制在1.8 mm,小于天然工况下的5.7 mm,表明土钉支挡结构提高了边坡稳定性,增加土体滑裂面的抗滑力。

土钉墙支护在深基坑工程中的应用研究

深基坑工程是城市建设中常见的地下工程形式,其支护设计和施工的合理性和安全性直接关系到地下空间的开发利用和周边环境的保护。土钉墙支护技术凭借其自身优势,在深基坑支护领域得到了广泛应用和推广。笔者将从土钉墙支护的原理、适用条件、设计方法、施工工艺等方面进行系统探讨,并结合典型工程案例,对土钉墙支护技术在深基坑工程中的应用进行分析和评价,以期为类似工程提供借鉴和参考。

基坑施工阶段放坡土钉墙支护技术的应用分析

土钉墙作为建筑工程基坑支护常用的技术手段,能有效增强土体的自稳能力,显著提升基坑边坡整体的安全性和稳定性,保证建筑基坑施工安全。为有效提升建筑基坑放坡土钉墙施工的技术水平,确保建筑工程建设顺利完成,以凯里市拱桥巷片区建设项目为背景,针对基坑施工阶段放坡土钉墙支护技术的应用展开综合研究,分析了场地概况、地质及水文条件,针对常见的基坑支护技术进行比选,确定了放坡土钉墙支护技术方案,并总结了放坡土钉墙的施工技术要点。

临近高速公路不良地质深基坑开挖支护技术研究

本文依托临近高速公路不良地质深基坑的开挖,首先,对开挖深度、地质情况、外部环境综合类比,采用有限元方法,研究一、二级放坡坡率对基坑安全系数的影响规律;然后,研究开挖深度对土钉抗拔、抗拉安全系数的影响;最后,对比确定开挖支护方式。研究表明:(1)随着一、二级边坡坡率的增加,基坑边坡安全系数增加;(2)当一级边坡坡率大于1.13时,基坑边坡安全系数大于1.20,满足最小放坡要求;(3)随着开挖深度的增加,浅部土钉保持恒定,中部和下部土钉波动增加,但安全系数均满足规范要求,基坑开挖稳定安全。

环保型岩土工程加固技术的创新研究——以襄阳市乔营游园建设项目为例

岩土工程建设如何在保证安全和功能的同时,最大限度地实现节能减排和生态保护,是行业面临的重大课题。文章探讨了环保型岩土工程加固技术在襄阳市乔营游园建设项目中的创新应用。通过采用粉煤灰基加固材料、优化管井降水方案、采用随挖随运和土钉喷射混凝土支护等环保施工工艺,有效减少了材料消耗、二氧化碳排放和环境污染,取得了显著的节能减排和生态效益。希望该项目能为环保型岩土工程加固技术在类似工程中的推广和应用提供经验。

山区铁路路基工程预应力锚索技术边坡加固方法研究

由于传统的山区铁路路基工程边坡加固方法在加固材料选取上能力较差,且未对山区环境进行精准分析,导致加固后路基频繁发生沉降且沉降值较大。因此,文章提出山区铁路路基工程预应力锚索技术边坡加固方法。首先根据山区锚索件安全系数,将锚索锚固段分为拉力型与压力型两部分,并完成预应力锚索锚固设计。然后采用有限元分析和位移差值函数计算的方式,预测山区铁路路基工程沉降数据。最后根据《建筑边坡工程技术规范》(GB 50330—2013)设定锚固安装参数与施工方法,将锚索技术应用到边坡加固方法中。根据试验区域的真实土样,构建模拟试验槽。试验结果表明:该方法可有效控制铁路路基下沉与位移,进一步实现了路基的加固。

深基坑支护技术在土木工程房屋建设中的应用研究

为探究土木工程房屋建设如何做好深基坑技术的对比、选定与应用,文章以G工程为例,首先对深基坑支护项目位置进行了考查,然后分析了房屋工程建筑中的现存问题及解决措施,最后深入研究了深基坑支护技术的实践应用要点。研究结果显示:关于工程建设,地下连续墙支护、柱列式灌注桩排桩支护等支护技术均能发挥关键作用。

土钉支护软土边坡的加固机理实验研究

采用多元坐标系分析方法,阐述了土钉支护软土边坡的加固机理实验及其结论。

复合土钉支护技术的有限元数值模拟及工程应用

阐述了复合土钉支护基本形式和方法,通过工程实例,对未支护、单纯土钉支护和复合土钉支护过程进行了有限元数值模拟和变形分析,从而验证了复合土钉支护在工程实践中的应用及控制变形的显著成效。

高分子稳定剂生态护坡机理及其应用

针对土质边坡坡面稳定性问题,从土体改性机理出发,采用高分子稳定剂对土质坡面进行生态护坡。对自主研制的高分子稳定剂改性土的强度、抗冲刷性和植被生长等进行了室内评价,通过室内试验和微观扫描深入分析了高分子稳定剂的生态护坡机理,并通过工程实例应用进一步验证了高分子稳定剂的生态护坡效果。结果表明:高分子稳定剂可以在较大程度上提高土体的强度和抗冲刷性,同时可以促进植被的生长;高分子稳定剂生态护坡机理是通过包裹土质边坡坡面的土颗粒形成网状膜结构,提高土体的强度和抗冲刷性等性能,给坡面植被提供良好的生长环境,从而达到生态护坡的效果;工程实例验证了高分子稳定剂应用于土质边坡生态护坡的可行性,为土质边坡坡面治理提供了一条有效的解决途径。

土钉加固黏性土坡动力离心模型试验研究

很多滑坡是由地震引发的,为了防止或减轻地震造成的边坡灾害,目前在边坡的加固治理方面已经发展并形成一些较好的方法,而土钉是边坡抗震加固的一种简便有效的方法。采用动力离心模型试验方法,再现地震条件下土钉加固黏性土坡和素土坡的响应;测量了试验过程中边坡的位移场和加速度响应的变化过程。基于试验结果,通过对比素土坡和土钉加固土坡的动力响应,探讨土钉加固土坡的变形规律和加固机制。试验结果表明,地震过程中土坡产生不可恢复的累积变形,其大小与输入的地震加速度峰值有关。通过比较土钉加固土坡和素土坡的位移分布,研究土钉加固土坡的机制。引入土单元应变进行分析,结果表明,土钉加固措施能显著地改变边坡的位移场分布,限制土坡的剪切变形,避免滑裂面的产生,从而提高了边坡的稳定性。

植被护坡根系浅层固土与分形特征关系初步研究

植被护坡工程中,植物根系的空间分布对根土加筋复合体强度产生重要影响。将紫花苜蓿和狗压根2种常用护坡植物种植在容器内,根系贯穿容器内全部土层(植被混凝土基材)后,分别对非含根土样、2种复合体沿土层深度进行直剪试验,同时分析根系的分形特征,通过对比,研究植物根系分形维数与土体黏聚力增加值的关系。研究结果表明:(1)根系扎入土体后能显著增强土层的抗剪切强度,特别是黏聚力增加幅度明显,但紫花苜蓿和狗牙根对复合体黏聚力的增加存在显著性差异;(2)2种植物均具有明显的分形,含根量多并且根系分布相对均匀的土层根系分形维数较大;(3)土层黏聚力增加值与土层内根系分形维数存在显著正相关关系。

公路边坡植物的护坡机理

从植物根系的力学作用、植物的蒸腾排水效应、茎叶及枯枝落叶的水文效应3个方面,分析了公路边坡植物的护坡机理.通过对植物根系的力学作用分析,建立了草本植物根系的加筋力学模型及木本深根植物的锚固力学模型.三轴剪切试验结果表明,沙棘、沙柳须根的加筋作用使沙土的粘聚力c值提高了2.5～4.0倍,使粘性土的粘聚力c值及内摩擦角ψ值均增加0.25～0.40倍.应用非饱和土理论,定量分析了植物蒸腾排水效应对边坡的稳定贡献,现场监测试验表明,即使在雨季,柳树植物根系范围内土中的孔隙水压力仍为负值.依据植物边坡稳固机理,将植物护坡总结为坡面冲刷防护与边坡加固两种设计类型.坡面冲刷防护可根据浅根表土加筋与茎叶水文效应机理进行设计;边坡加固可根据深根锚固作用与蒸腾排水效应机理设计.